综述：光动力灭活技术（PDI）在食品和农作物中真菌及真菌毒素控制的机制、灭活效应与应用

本综述系统探讨了光动力灭活（PDI）技术在控制食品和农作物中真菌及其毒素污染方面的应用潜力。作为一种非热力、经济高效且环境友好的绿色技术，PDI通过光敏剂（PS）在光照下产生活性氧（ROS）如H2O2、·OH和O2?，实现对真菌细胞结构和代谢功能的破坏，并直接降解多种霉菌毒素。文章还展望了其在农业与食品工业中面临的挑战与未来发展方向。

　　

引言

真菌污染及其产生的霉菌毒素是全球食品与农作物安全面临的重大挑战，不仅造成巨大经济损失，更直接威胁人类健康。传统物理、化学及生物防控方法存在营养损失、操作复杂或环境风险等局限。光动力灭活（Photodynamic Inactivation, PDI）作为一种新兴非热力技术，凭借其高效、经济、环保的特性，成为解决这一问题的潜在策略。

PDI技术的基本原理

PDI依赖于三个无毒要素的协同作用：光源、光敏剂（Photosensitizer, PS）和氧气。在特定波长光照下，光敏剂被激发至三重态，通过Ⅰ型反应生成自由基（如H₂O₂、·OH和O₂^?），或通过Ⅱ型反应生成单线态氧（¹O₂），这些活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）可对微生物细胞造成不可逆损伤。

抗真菌作用机制

PDI对酵母和霉菌的灭活机制存在差异。针对酵母（如白色念珠菌Candida albicans），ROS主要攻击细胞膜脂质、蛋白质和线粒体，导致膜通透性增加、能量代谢紊乱及DNA断裂。对霉菌（如曲霉Aspergillus、青霉Penicillium），PDI不仅能破坏菌丝体和分生孢子，还可抑制孢子萌发及相关基因表达。研究显示，PDI对休眠态真菌结构（如分生孢子）同样有效，这一特性优于多数传统杀菌剂。

对霉菌毒素的防控效果

PDI可通过三种途径减少霉菌毒素污染：直接灭活产毒真菌、调控毒素合成基因（如黄曲霉毒素生物合成基因簇aflR），以及通过光化学反应降解毒素分子。例如，PDI处理可显著降低食品中黄曲霉毒素B₁（AFB₁）、赭曲霉毒素A（OTA）等的毒性，并将其转化为低毒或无毒产物。

应用挑战与未来方向

尽管PDI在实验室研究中表现优异，但其工业化应用仍面临穿透深度有限、光敏剂安全性评估、系统优化及成本控制等挑战。未来研究需开发新型光敏剂、优化光源系统（如LED与太阳能利用），并深入探讨PDI对复杂食品基质的作用机制及生态可持续性。

结论

PDI技术展现出在食品和农业领域控制真菌及霉菌毒素的巨大潜力，其高效性、环境友好性和多功能性为食品安全保障提供了新思路。通过跨学科合作与技术优化，PDI有望成为未来绿色农业与食品加工中的重要工具。